由单幅二维灰度图像重构物体表面形状*

鉴于目前很少有论文讨论完整的由单幅二维灰度图像重构物体表面形状的算法,包括它的控制参数的估计及算法的实现,介绍了一种完整的SFS算法.它在考虑自遮掩影响的情况下,有效地估计了SFS算法中涉及的各种控制参数,并引入亮度约束、灰度梯度约束和可积性约束,计算出表面高度和表面向量,实现三维重构.与传统的算法相比,本算法无论是在速度还是在精度方面都达到了比较高的水平,具有一定的应用前景.最后还指出了在MATLAB中实现需要注意的问题.     

单幅图像三维表面重建中的共轭梯度算法

从单幅图像获得物体的表面高度是计算机视觉中的一个重要研究领域,迭代算法的计算精确度高,但收敛速度较慢。该文对于几种常用的共轭梯度优化算法进行了详细分析,提出了在三维表面重建过程中实现共轭梯度算法的具体步骤和计算方法,并评价了算法的性能和优缺点。对合成图像进行仿真,并将表面恢复结果和算法收敛速度与传统的变分迭代方法比较,验证了算法的可行性和实时性。     

由单目图像获得表面高度算法的分析和实现

由单目图像获得物体表面高度（由阴影恢复形状）是计算机视觉中的一个翻来覆去研究领域,迭代计算算法的准确度在合成图像的表面恢复上得到了验证,在遥感图像的表面高度提取中也得到了应用,文中对一种新的由单目图像忧愁物体表面高度和梯度的算法进行了详细分析,并提出了实现算法的具体步骤和计算方法,对合成图像进行迭代计算,区 准确的表面高度,对实际焊点图像也验证了该算法的可行性。     

带形状参数的指数均匀B样条模型

本文给出了k(k≥2)阶带形状参数指数多项式的均匀B样条模型.该类模型具有很多与B样条模型相同的性质,并且具有一个可调节的形状参数.由该模型构造的曲线,通过改变形状参数的取值,可以调整曲线接近其控制多边形的程度.该模型可以应用于CAD/CAM领域,作为几何造型一种新的有效模型.     

基于层次B样条的自由形状特征重用

借助层次B样条技术提出了一种自由形状特征的重用算法.首先利用低通滤波和泊松方程对源曲面上特征区域进行基面与细节特征的分离操作,求得基面与特征之间的偏移矢量场;然后利用平面参数化将偏移矢量场应用到目标曲面上完成特征重构;最后借助层次B样条技术优化重用结果.实验结果表明,该算法能够有效地完成自由形状特征的重用.     

带形状参数三角B样条曲线曲面及其应用

针对样条曲线曲面构造及其在图像放缩中的应用问题,在三角函数空间{1,t,sint,cost,sin2 t,cos2 t}中构造一类带有形状参数的三角B样条基函数,并定义相应的三角B样条曲线和曲面,分析该曲线曲面的性质以及形状参数对曲线曲面形状的调节作用。拓宽形状参数的取值,构造了满足C2连续且可以直接插值控制顶点的三角B样条插值曲线和曲面,并将其应用于图像放缩中。实例说明了所构造的三角B样条曲线曲面在曲线曲面造型和图像放缩方面有较好应用。     

基于B样条插值的医学图像三维重构技术

传统的三维重构方法不适用于旋转式切片,该文针对旋转式切片提出了一种可行的三维重构方法,即基于B样条插值的重构方法,解决了旋转式切片的实体建模问题,在绘制时利用OpenGL的NURBS接口编程,比三角面片逼近等方法的重构时曲面的绘制质量有了显著提高。另外,该方法也适合于平行式切片的重构。     

一种B样条表面插值控制点的缩减方法

研究了从给定节点向量中选择节点进行B样条曲线插值的方法，并将此方法应用到行数据点不相同的B样条曲面插值，得到了一个通过对行节点矢量调整传递的曲面插值方法，理论分析和实验表明该方法可大量减少曲面控制点的数目．     

基于形状参数均匀B样条的曲线拟合方法研究

分析了带形状参数的均匀B样条模型,将带形状参数的均匀B样条曲线应用于离散数据点的拟合。归纳并给出了形状参数的取值策略,采用迭代线性最近点的方式来优化修正数据点的参数,以上方法提高了拟合的精度和速度。通过实验分析,证明了该方法的有效性。     

有理B样条曲线的端点性质及形状控制方法

一、引言在有理B样条曲线曲面的表示中,由于引进了对形状具有可控作用的权因子,并通过Piegl L等人在文[1]～[4]的系列文献中,对权因子ω_i的几何意义的揭示,使非均匀有理B样条(NURBS)在很多计算机几何造型系统中得到了进一步的应用,国际标准组织已把UNRBS方法列为STEP国际标准。尽管如此,对该样条曲线中权因子的几何意义的研究与实际应用仍存在很大差距。作者认为研究有理B样条曲线的权因子与     

残缺网格模型的快速B样条曲面重建

针对残缺的三角网格模型,提出一种将网格模型的散乱数据点转化为有序阵列点再进行B样条曲面快速重建的算法.首先确定最小二乘平面上的一个矩形参数域,再构造出一个平面阵列点列,并部分映射到三维网格上;然后利用空间阵列点的邻域信息估计4个角点的空间坐标,并构造径向基函数曲面,用于补充空间阵列点列中残缺的数据;最后利用有序点列拟合的高效性构造B样条曲面.实验结果表明:该算法速度快、拟合精度高、鲁棒性强,重建的曲面具有良好的光顺性和可延伸性,适用于逆向工程中对经过数据分割后的网格模型的自由曲面重建.     

SFS方法及其与立体视觉方法的集成方案综述

立体视觉(StereoVision)方法是目前利用图象数据获取物体三维信息的主要方法之一。但该方法在图象灰度变化较缓慢的区域,由于难以准确地进行图象间的象素配对,而严重影响了它的效果。利用从明暗重构物体三维表面形状(ShapefromShading,简称SFS)的方法与该方法相结合,是改善重构结果的主要途径之一。文章通过分析SFS问题本身的不适定性,揭示了目前几类主要的SFS算法在可靠性、稳定性、局限性以及实用性方面所存在的问题,并在此基础上,简要地介绍了四类SFS与立体视觉方法相结合的形式,说明了通过利用立体视觉为SFS补充辅助的信息来消除SFS问题的不适定性,并对过去SFS的实现方法进行有效的改进,它是提高集成系统准确性的关键。     

一种基于多面体模型的从明暗恢复物体形状方法

针对目前“从明暗恢复物体形状方法”存在的问题,提出了以多面体模型为基础的快速算法,根据向量场的分布建立关于物体表面深度信息的超定线性方程组,在最小二乘意义下求得物体表面的深度值。该算法能从已知光照条件下的单幅或多幅图像中恢复物体表面的三维结构,形成以像素为精度的物体表面多面体模型。实际计算表明该算法计算速度快,能适应单一反射系数的任意物体表面的形状恢复。     

Shape From Shading最小化方法分析

由明暗重构三维形状(SFS)是计算机视觉当中有关初级视觉的研究内容之一。由于该问题存在明显的不适定性,因而需要采用使问题正则化的形式,其中,将问题转变成变分形式的最小化方法是最早并得到广泛研究的方法类,但这类方法的整体表现并不好。论文对此类方法从其解决问题的思路上进行分析,找出了该类方法当中存在的一些问题,即在正则化问题的过程当中引入了无具体意义的约束条件,从而对该类算法所表现出的一些现象给出了较为合理的解释。     

带形状参数的均匀B样条

n阶均匀B样条基函数是n阶带形状参数的均匀B样条基函数的一个特例．由带形状参数的均匀B样条基组成的样条曲线可通过改变形状参数的取值而调整曲线的形状．随着阶数的升高,形状参数的取值范围将扩大．     

B样条曲面方向投影问题的几何计算方法

B样条曲面方向投影问题可以通过求解方程组的方法来解决.由于方程组所有根中往往只有一个或甚至没有根与待求解的最近点对应,因而绝大多数的求根计算量是不必要的.为此讨论了B样条曲面的方向投影问题,提出一种简单且高效稳定的几何计算方法.该方法充分利用了B样条函数的凸包性,同时结合B样条函数稳定可靠的分裂算法给出了相应的几何剪枝方法.与传统的求解非线性方程组的计算方法相比,文中方法可以剪除绝大部分非线性方程组对应的根,且不需要Newton迭代,可以应用于平面/B样条曲面间的求交测试问题及B样条曲面包围盒的计算问题.实例结果表明,该方法具有比传统的相关方法更高的计算效率和更好的稳定性.     

带形状参数的三角多项式均匀B样条

该文给出了n阶带形状参数的三角多项式均匀B样条基函数．由带形状参数的三角多项式均匀B样条基组成的样条曲线可通过改变形状参数的取值而调整曲线的形状,并且可以精确表示圆、椭圆、螺旋线等曲线．随着阶数的升高,形状参数的取值范围将扩大．     

有理B样条曲面的区间隐式化

提出有理B样条曲面的区间隐式化方法,即对一个有理B样条曲面,寻求包含给定的曲面的区间隐式B样条曲面,使得区间隐式B样条曲面的"厚度"尽量小,同时尽量避免出现多余分支.该问题等价于求区间隐式B样条曲面的2个边界曲面.针对该问题建立一个最优化模型并求解.     

Shape Control and Modification of RationalCubic B-Spline Curves

This paper considers the construction of a rational cubic B-spline curve that willinterpolate a sequence of data points x'+ith specified tangent directions at those points. It is emphasisedthat the constraints are purely geometrical and that the pararnetric tangent magnitudes are notassigned as in many' curl'e manipulation methods. The knot vector is fixed and the unknowns are thecontrol points and x"eightsf in this respect the technique is fundamentally different from otherswhere knot insertion is allowed.First. the theoretical result3 for the uniform rational cubic B-spline are presented. Then. in theplanar case. the effect of changes to the tangent at a single point and the acceptable bounds for thechange are established so that all the weights and tangent magnitUdes remain positive. Finally, aninteractive procedure for controlling the shape of a planar rational cubic B-spline curve is presented.     

Modification of B-Spline Surfaces with Optimization

Algorithms of modifying a surface to approximate some scattered points, or pass through some characteristic points/curves are presented. Similar to variational approach, the algorithms are based on optimization. For the deviation between the modified surface and the original one is adopted as the objective functions, the change of the surface shape is as small as possible with the modified surface satisfying the specified requirements.